1、
高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效净水剂。已知:K2FeO4易溶于水,微溶于浓KOH溶液;在酸性或中性溶液中不稳定,在0~5℃的强碱性溶液中较稳定。某实验小组欲制备高铁酸钾并测定其纯度。
Ⅰ.制备高铁酸钾(夹持装置略)
(1)装置A为氯气发生装置,其中盛放高锰酸钾的仪器名称为__。
(2)将除杂装置B补充完整并标明所用试剂__。
(3)装置C中Cl2与Fe(OH)3、KOH反应生成K2FeO4的化学方程式是____。
(4)实验时将装置C置于冰水浴中,其原因是____。
(5)实验后经结晶法得到的K2FeO4晶体仍含较多杂质,要得到更纯的晶体,还应采取的操作方法是____。
Ⅱ.测定产品纯度
(6)将wg K2FeO4粗产品溶于过量的碱性亚铬酸盐溶液中,充分反应后,加入稀硫酸酸化至pH为2,在所得的重铬酸盐溶液中加入5滴二苯胺磺酸钠溶液作指示剂,然后用c mol·L−1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液VmL。已知该过程中涉及的离子反应主要有三个:
①Cr(OH)4−+ FeO42-=Fe(OH)3↓+CrO42-+OH−,
②_______,
③Cr2O72-+6Fe2++ 14H+=6Fe3+ +2Cr3+ +7H2O。
该粗产品中K2FeO4的质量分数为__(用含w、c、V的代数式表示)。若滴定管没有用标准液润洗,则测得的结果__(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
圆底烧瓶 3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O K2FeO4在0~5℃环境中较稳定,防止副反应发生 重结晶 2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O 或或 偏高
Ⅰ利用浓盐酸和KMnO4制备Cl2,制备的Cl2常含有HCl,需要用饱和食盐水除杂,Cl2、Fe(OH)3和KOH反应生成K2FeO4,利用NaOH溶液处理多余的Cl2。
(1)根据仪器的结构,可知该仪器为圆底烧瓶;
(2)装置B的作用是除去Cl2中的HCl,选用饱和食盐水,装置如图所示;
(3)Cl2中Cl的化合价降低,从0降低到-1,共降低2价,Fe(OH)3中Fe的化合价升高,从+3升高到+6,化合价升降守恒,则Cl2和Fe(OH)3的系数比为3:2,再根据原子守恒配平,化学方程式为3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH=2K2FeO4+6KCl+8H2O;
(4)产物K2FeO4在0~5℃的强碱性溶液中较稳定,因此将装置C置于冰水浴中是K2FeO4在0~5℃环境中较稳定,防止副反应发生;
(5)K2FeO4易溶于水中,结晶后的K2FeO4中含有较多杂质,可以利用重结晶提纯;
Ⅱ(6)根据反应①和③,加入H2SO4酸化后,反应①中的产物CrO42-转化为Cr2O72-,离子方程为2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O;
根据反应方程式,可得关系式K2FeO4~CrO42-~Cr2O72-~3Fe2+,n(K2FeO4)=n[(NH4)2Fe(SO4)2]=×cV×10-3mol,m(K2FeO4)=×cV×10-3mol×198g·mol-1=0.066cVg,则K2FeO4的质量分数为;
如果滴定管没有用标准液润洗,那么消耗的标准液的体积会增加,计算得到K2FeO4的质量会增加,质量分数偏高。
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